为了提高效率,现代旋转机械转静子间的间隙越来越小,从而可能在运行中出现转静子的接触和摩擦。这里称转静子接触的部位为旋转接触面。接触面间的摩擦会导致接触面间产生磨损和发热,从而对转子系统造成很大的危害。随着旋转机械工作转速越来越高,摩擦造成的危害会更加突出。近年来,超声振动引起的悬浮和减摩效应作为一种新颖的降低摩擦力的方法得到广泛关注。当两个物体接触时,如果对其中一个表面施加超声振动,则会产生近场声悬浮力使一个物体脱离另一个物体,从而避免摩擦。超声能产生的单位近场悬浮力仅次于磁悬浮能力,而远大于空气悬浮、光悬浮等其他方式。利用超声悬浮减摩机构实现对旋转机械其他各种常见故障如不平衡、不对中等的控制或抑制。本文从超声波气体挤压膜悬浮能力的研究出发,以雷诺方程求解超声波挤压膜为基础。用超声波挤压膜非接触力来抑制偏心转子不平衡振动。采用微元法、二阶近似求解法、高阶有限差分法、Newmark-β法与Newton-Raphson法与仿真模拟和模型实验相结合的办法,对超声波挤压膜减摩和悬浮特性进行理论与实验研究,同时对利用超声波挤压膜非接触力抑制转子不平衡振动进行深入研究。本文的主要工作包括以下几个方面：首先,通过解析解和数值解两种方法对超声波挤压膜进行求解,主要从气体润滑原理出发对超声波挤压膜进行理论计算。从微元法的角度出发对粘性流体动力学连续性方程进行简化求解,运用二阶近似法求解出气体挤压膜的解析解,并运用有限差分方法对超声气压膜的雷诺方程进行简化求解。通过求解分析,得出气体挤压膜悬浮力与悬浮间隙、超声波振幅、气压、超声波频率、换能器接触面大小等因素有关。其次,采用有限差分法对凹面气体润滑雷诺方程求解,计算了凹面静压挤压膜的悬浮支撑力。研究凹面挤压膜支撑力与挤压膜间隙、超声振幅、超声波频率的关系。对转子动压超声波气体挤压膜进行了理论分析,通过简化雷诺方程,采用解析计算方法,提出与实验相结合的办法进行计算。对动压超声挤压膜载荷的计算提供理论依据。然后,采用Newmark-β法和Newton-Raphson法对非线性转子系统进行求解,并通过对偏心转子系统进行仿真,用超声波挤压膜力抑制转子不平衡振动。并对振动抑制效果进行数值仿真求解。最后,对悬浮减摩和悬浮间隙进行了实验研究,设计了一套超声波实验台,包括防震底座、超声波换能器、超声波发生器、拉力计、测振仪。通过实验对超声波挤压膜的悬浮性能进行研究。本文从平面和凹面超声挤压膜悬浮性能两个方面进行实验研究,同时对超声波的减摩性能进行实验研究。